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        新增低低溫省煤器的節(jié)能效果和實(shí)施改造

        2017-10-19 07:17:05
        電力安全技術(shù) 2017年9期
        關(guān)鍵詞:調(diào)節(jié)閥煙氣

        宋 哲

        (華能嘉祥發(fā)電有限公司,山東 濟(jì)寧 272400)

        新增低低溫省煤器的節(jié)能效果和實(shí)施改造

        宋 哲

        (華能嘉祥發(fā)電有限公司,山東 濟(jì)寧 272400)

        介紹了我國嚴(yán)格的節(jié)能降耗要求和嚴(yán)峻的市場經(jīng)營形勢,指出了增加低低溫省煤器的必要性和優(yōu)越性,闡述了低低溫省煤器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和熱工控制邏輯,提出了低低溫省煤器的改造方法,并對改造效果進(jìn)行了分析。

        低低溫省煤器;改造;節(jié)能降耗

        1 燃煤發(fā)電廠節(jié)能降耗改造背景

        隨著我國經(jīng)濟(jì)、能源形勢的發(fā)展,當(dāng)前燃煤發(fā)電廠,特別是經(jīng)濟(jì)性較差的燃煤發(fā)電廠將面臨更為嚴(yán)峻的節(jié)能降耗考驗(yàn)和市場競爭形勢,突出表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

        1.1 節(jié)能減排是約束性指標(biāo)

        為全面推進(jìn)燃煤電廠節(jié)能改造,推進(jìn)煤炭清潔化利用,加快能源技術(shù)創(chuàng)新,國家相繼出臺了《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計(jì)劃(2014—2020)》(發(fā)改能源〔2014〕2093號)和《全面實(shí)施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》(環(huán)發(fā)〔2014〕164號)等文件,明確提出加快現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組超低排放和節(jié)能改造,到2020年現(xiàn)役燃煤發(fā)電機(jī)組改造后的平均供電煤耗應(yīng)低于310g/kWh。

        該文件的出臺,對煤電行業(yè)的節(jié)能改造工作提出了更為嚴(yán)格的要求,煤電行業(yè)的發(fā)展面臨更大的機(jī)遇和挑戰(zhàn),這表明節(jié)能減排已成為燃煤發(fā)電企業(yè)生產(chǎn)的約束性指標(biāo)。

        1.2 電量調(diào)度向節(jié)能調(diào)度過渡

        2007年8月,國務(wù)院轉(zhuǎn)發(fā)了由國家發(fā)改委、環(huán)??偩?、電監(jiān)會、能源辦制定的《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法》(國辦發(fā)〔2007〕53號),對于燃煤機(jī)組按照能耗水平由低到高排序,并據(jù)此進(jìn)行電量調(diào)度。隨著電力供求矛盾的逐步緩減,新的電源點(diǎn)不斷投運(yùn),高能耗燃煤發(fā)電企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展將受到限制,其經(jīng)營形勢變得非常嚴(yán)峻,將面臨激烈的競爭。2015-12-31,國家發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于完善煤電價(jià)格聯(lián)動機(jī)制有關(guān)事項(xiàng)的通知》(發(fā)改價(jià)格〔2015〕3169號),2016-01-01開始實(shí)施,燃煤發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)全國平均下調(diào)3分錢。這對燃煤電力企業(yè)均為負(fù)向影響,企業(yè)經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)加大;再加上電力交易市場的放開,一些弱勢企業(yè)可能面臨被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。電力企業(yè)只有多發(fā)電才有效益,電量調(diào)度由銘牌調(diào)度逐漸向節(jié)能調(diào)度過渡,隨著節(jié)能降耗改造成為燃煤發(fā)電企業(yè)能夠發(fā)電和保證發(fā)電量的入場券和硬指標(biāo),電力企業(yè)只有對外不斷爭取市場份額,對內(nèi)進(jìn)行技術(shù)更新和改造,最大限度地降低能耗,才能在激烈的市場競爭中生存和發(fā)展。

        2 深度降低排煙溫度的節(jié)能效果及優(yōu)越性

        傳統(tǒng)理論和以前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果認(rèn)為,電廠鍋爐的排煙溫度在120—140℃內(nèi)較佳。與傳統(tǒng)理論和以前技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析所依據(jù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相比,目前能源價(jià)格要求發(fā)生了巨大的變化,從經(jīng)濟(jì)性方面考慮,應(yīng)選用更低的鍋爐排煙溫度。因此,從節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)性考慮,深度降低排煙溫度是目前電廠鍋爐節(jié)能減排技術(shù)發(fā)展的必然選擇,為電廠鍋爐節(jié)能開辟了新途徑。

        目前,電廠鍋爐深度降低排煙溫度正成為一種趨勢。經(jīng)計(jì)算,在鍋爐排煙溫度145℃下,增設(shè)低低溫省煤器后,排煙溫度完全可以降低至90℃,降低幅度不低于55℃,僅此1項(xiàng),機(jī)組供電煤耗降低值約為5g/kWh,并且對于鍋爐的正常運(yùn)行不產(chǎn)生負(fù)面影響。根據(jù)調(diào)研,某區(qū)域公司制定相關(guān)技術(shù)改造方案,并在所屬各電廠1000MW,600MW,300MW,145MW 及以下類型機(jī)組完成了深度降低排煙溫度的改造,將鍋爐排煙溫度從145℃降至 85℃ (平時(shí)運(yùn)行保持 90℃),平均節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤耗2.0—4.9g/kWh。對電廠鍋爐排煙系統(tǒng)進(jìn)行改造具有如下優(yōu)點(diǎn):

        (1)降低排煙溫度,提高凝結(jié)水溫度,減少資源浪費(fèi),提高鍋爐效率;

        (2)通過降低排煙溫度,減小排煙體積流量和煙塵比電阻率,提高除塵效率;

        (3)通過降低排煙溫度,改善風(fēng)機(jī)、除塵器工作環(huán)境,提高機(jī)組安全性。

        3 新增低低溫省煤器的改造原則

        為深度降低鍋爐排煙溫度,擬采用新增低低溫省煤器的改造措施,其改造原則如下。

        (1)可靠性原則。新增低低溫省煤器不影響機(jī)組原系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,不會對煙道及其他設(shè)備造成腐蝕。

        (2)經(jīng)濟(jì)性原則。在運(yùn)行可靠的前提下,盡可能增大換熱溫差,減少換熱面的面積和設(shè)備重量,減少設(shè)備投資。

        (3)優(yōu)化原則。爭取回收熱量的能級最高,最大限度提高機(jī)組的熱效率。

        4 低低溫省煤器的工作原理及系統(tǒng)布置

        低低溫省煤器作為一種回收煙氣余熱的設(shè)備,其工作原理是利用煙氣加熱汽機(jī)凝結(jié)水,實(shí)現(xiàn)煙氣余熱的回收。根據(jù)機(jī)組特點(diǎn)對系統(tǒng)進(jìn)行合理布置,可達(dá)到降低煙氣溫度、升高凝結(jié)水溫度的目的。煙氣從空氣預(yù)熱器流出后進(jìn)入低低溫省煤器,在低低溫省煤器殼體內(nèi)自下向上橫向穿過低低溫省煤器蛇形管束。低低溫省煤器冷卻水取自低省循環(huán)泵出口管道,在低省循環(huán)泵的作用下經(jīng)低省給水管道進(jìn)入低省進(jìn)口集箱,再通過進(jìn)口集箱分流后進(jìn)入蛇形管,與流經(jīng)管外側(cè)的煙氣進(jìn)行換熱。凝結(jié)水從蛇形管流出后,在出口集箱匯合,然后經(jīng)回水管道返回凝結(jié)水管道,最后進(jìn)入除氧器。

        煙氣和冷卻水為逆流換熱,實(shí)現(xiàn)水和煙氣的逆向流動,一方面可大大提高低低溫省煤器的換熱系數(shù),降低低低溫省煤器鋼材耗量;另一方面,可使排煙溫度的降低不受出口水溫的限制,最大限度地降低排煙溫度。

        由于凝結(jié)水溫度較低(40—50℃),直接將凝結(jié)水通入低低溫省煤器,會造成低低溫省煤器壁溫過低而引起嚴(yán)重腐蝕。為解決腐蝕問題,本系統(tǒng)設(shè)置了再循環(huán)回路,即從低低溫省煤器出水管道引出一部分熱水,使其預(yù)熱低省循環(huán)泵來的低溫水,待水溫達(dá)到70℃(水溫可調(diào)節(jié))后再進(jìn)入低低溫省煤器,與煙氣進(jìn)行換熱。

        低低溫省煤器本體設(shè)備布置在空預(yù)器出口至電除塵入口的煙道內(nèi),充分利用現(xiàn)有空間位置,采用順列逆流、蛇形管屏形式。

        低低溫省煤器本體采用模塊式管箱結(jié)構(gòu),管箱采用獨(dú)立小集箱,獨(dú)立小集箱進(jìn)出口設(shè)計(jì)手動閘閥,可單獨(dú)解列。當(dāng)省煤器管屏局部泄漏時(shí),可通過獨(dú)立小集箱解列泄漏部分,其他部分照常運(yùn)行。

        低低溫省煤器本體各組均沿?zé)煔饬鲃臃较蚍殖筛?、低?段,高、低溫段之間布置聲波吹灰器。

        為保證低低溫省煤器的安全、高效運(yùn)行,設(shè)計(jì)了低低溫省煤器溫度自動控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由測溫元件、電動調(diào)節(jié)閥和相關(guān)控制元件組成。當(dāng)出口煙溫發(fā)生變化時(shí),系統(tǒng)自動計(jì)算并調(diào)節(jié)進(jìn)入低低溫省煤器的水量,控制低低溫省煤器出口煙溫在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。利用測溫元件監(jiān)測低低溫省煤器進(jìn)水溫度,當(dāng)進(jìn)水溫度偏離設(shè)計(jì)值時(shí),系統(tǒng)自動計(jì)算并調(diào)節(jié)溫度補(bǔ)償回路上的電動調(diào)節(jié)閥開度,使低低溫省煤器進(jìn)口水溫保持在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。通過溫度控制裝置,對低低溫省煤器進(jìn)口水溫和出口煙溫進(jìn)行自動調(diào)節(jié)和控制,提高低低溫省煤器對負(fù)荷、煤種、季節(jié)的適應(yīng)性。

        5 熱工控制邏輯

        5.1 水溫控制

        當(dāng)系統(tǒng)投用時(shí),低低溫省煤器來水取自2部分:7號低加出口凝結(jié)水和8號低加入口凝結(jié)水。通過8號低加入口至低省調(diào)節(jié)閥、再循環(huán)調(diào)節(jié)閥,控制混水溫度在70℃,然后進(jìn)入低低溫省煤器本體。低低溫省煤器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

        當(dāng)?shù)偷蜏厥∶浩飨到y(tǒng)投用時(shí),7號低加出口至低省調(diào)節(jié)閥全開,低省至5號低加出口調(diào)節(jié)閥全開。低低溫省煤器入口水溫的設(shè)定值為70℃。在低低溫省煤器入口水溫偏離設(shè)定值時(shí),按以下方式控制。

        (1)在7號低加出口水溫高于設(shè)定值的情況下,當(dāng)?shù)偷蜏厥∶浩魅肟谒疁馗哂谠O(shè)定值時(shí),增大8號低加入口至低省調(diào)節(jié)閥開度;當(dāng)?shù)偷蜏厥∶浩魅肟谒疁氐陀谠O(shè)定值時(shí),減小8號低加入口至低省調(diào)節(jié)閥開度。即通過8號低加入口至低省調(diào)節(jié)閥控制低省入口水溫為設(shè)定值。

        (2)在7號低加出口水溫低于設(shè)定值的情況下,當(dāng)?shù)偷蜏厥∶浩魅肟谒疁馗哂谠O(shè)定值時(shí),減小再循環(huán)調(diào)節(jié)閥開度;當(dāng)?shù)偷蜏厥∶浩魅肟谒疁氐陀谠O(shè)定值時(shí),增大再循環(huán)調(diào)節(jié)閥開度。即通過再循環(huán)調(diào)節(jié)閥控制低省入口水溫為設(shè)定值。

        (3)為防止調(diào)節(jié)閥開/關(guān)過快造成系統(tǒng)不穩(wěn)定,8號低加入口至低省調(diào)節(jié)閥、再循環(huán)調(diào)節(jié)閥輸出控制設(shè)置延時(shí)控制,使設(shè)備更加安全可靠運(yùn)行。

        圖1 低低溫省煤器系統(tǒng)

        5.2 煙溫控制

        低省循環(huán)泵設(shè)計(jì)為變頻泵,低低溫省煤器投用時(shí),通過低省循環(huán)泵頻率調(diào)節(jié)凝結(jié)水流量,控制低低溫省煤器煙氣的出口溫度始終處于設(shè)定值。為保證通過低低溫省煤器受熱面煙氣均流,在煙氣入口側(cè)加裝煙氣導(dǎo)流和均流裝置。

        6 現(xiàn)役低低溫省煤器各類形式及優(yōu)缺點(diǎn)分析

        以上敘述的是現(xiàn)役低低溫省煤器中的一種,以下將根據(jù)安裝位置、是否聯(lián)合暖風(fēng)器的各種分類形式及各自優(yōu)缺點(diǎn)列舉現(xiàn)役低低溫省煤器。

        (1)低低溫省煤器不聯(lián)合暖風(fēng)器,安裝在空預(yù)器和除塵器之間,與低加并聯(lián)。

        優(yōu)點(diǎn):能降低發(fā)電煤耗,降低煙氣排放,同時(shí)減小粉塵比電阻,提高電除塵的除塵效率,減少粉塵排放。

        缺點(diǎn):通過低低溫省煤器的煙氣沒有經(jīng)過除塵,含塵濃度高,工作環(huán)境惡劣,所以存在積灰、磨損、腐蝕、泄漏等風(fēng)險(xiǎn)。

        建議檢修時(shí)增加吹灰裝置、加強(qiáng)防磨檢查、增加泄漏檢測手段。

        (2)低低溫省煤器聯(lián)合暖風(fēng)器1級布置,安裝在空預(yù)器和除塵器之間,與低加并聯(lián)。

        同樣具備上述低低溫省煤器所列的特點(diǎn),同時(shí)還存在暖風(fēng)器換熱面內(nèi)凝結(jié)水流速低、極寒天氣易凍結(jié)、泄漏的隱患。

        (3)低低溫省煤器不聯(lián)合暖風(fēng)器,安裝在電除塵后,引風(fēng)機(jī)出口、脫硫吸收塔入口的垂直煙道上,與低加并聯(lián)。

        優(yōu)點(diǎn):經(jīng)過除塵后的煙氣含塵濃度大大降低,低低溫省煤器的工作環(huán)境改善,所以積灰、磨損的幾率減少,運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)相對比較小,檢修工作量少,投運(yùn)情況正常。

        缺點(diǎn):無法提高電除塵的運(yùn)行效率,廠用電相對升高。

        (4)低低溫省煤器聯(lián)合暖風(fēng)器2級布置:一級布置在空預(yù)器和電除塵之間,與低加并聯(lián);二級低省布置在脫硫塔入口,水源取自一級低省,閉式循環(huán),加熱暖風(fēng)器。

        理論上,這種方式對于改造機(jī)組是相對完善的,既節(jié)能,又能起到減排環(huán)保的作用;但是系統(tǒng)復(fù)雜,投資成本高,運(yùn)行和檢修工作量大。

        7 結(jié)束語

        隨著我國經(jīng)濟(jì)、能源形勢的發(fā)展,燃煤發(fā)電機(jī)組節(jié)能降耗改造日益提上日程,并成為電力行業(yè)參與市場競爭的入場券。燃煤發(fā)電機(jī)組增加低低溫省煤器的改造工作已經(jīng)在進(jìn)行中,其效果也顯而易見。新投產(chǎn)的火電機(jī)組在建造時(shí)就已經(jīng)安裝了低低溫省煤器?,F(xiàn)役低低溫省煤器有幾種形式,在運(yùn)行中各有缺點(diǎn)和優(yōu)勢,各廠可以根據(jù)自身的特點(diǎn)選擇合適的形式,并在運(yùn)行中總結(jié)更多的經(jīng)驗(yàn)。

        國網(wǎng)陜西省電力公司進(jìn)一步加強(qiáng)繼電保護(hù)專業(yè)管理

        2017-08-16,國網(wǎng)陜西省電力公司對近年來陜西電網(wǎng)繼電保護(hù)工作進(jìn)行回顧總結(jié),提出進(jìn)一步加強(qiáng)繼電保護(hù)專業(yè)管理的要求,夯實(shí)電網(wǎng)安全運(yùn)行基礎(chǔ)。

        繼電保護(hù)作為保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的第1道防線,擔(dān)負(fù)著保衛(wèi)電網(wǎng)和設(shè)備安全的重要職責(zé)。長期以來,國網(wǎng)陜西電力各單位和廣大繼電保護(hù)工作者認(rèn)真貫徹執(zhí)行公司繼電保護(hù)各項(xiàng)工作部署,狠抓基礎(chǔ)管理,各項(xiàng)工作成效卓著。陜西電網(wǎng)330kV及以上保護(hù)裝置微機(jī)化率、雙重化率達(dá)到100%,繼電保護(hù)正確動作率、故障快速切除率等運(yùn)行指標(biāo)始終保持高水平,有效保證了陜西電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。

        隨著智能電網(wǎng)快速發(fā)展,陜西電網(wǎng)已投運(yùn)16座330kV及以上電壓等級智能變電站,以信息化、數(shù)字化為特征的智能變電站的應(yīng)用,有力地推動了繼電保護(hù)專業(yè)技術(shù)的發(fā)展和革新。通過編寫制訂繼電保護(hù)各類標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)章制度,完善了陜西電網(wǎng)繼電保護(hù)技術(shù)體系和管理體系;通過開展變電站繼電保護(hù)精益化評價(jià)工作,取得新建變電站零缺陷投運(yùn)、運(yùn)行變電站管理提升的實(shí)際效果;通過建設(shè)省、地一體化繼電保護(hù)整定計(jì)算平臺,繼電保護(hù)統(tǒng)計(jì)分析評價(jià)、狀態(tài)檢修、二次設(shè)備在線監(jiān)視與分析技術(shù)支持系統(tǒng),不斷完善技術(shù)手段,全面提升專業(yè)管理水平。

        關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)繼電保護(hù)工作,該公司提出6項(xiàng)要求:快速適應(yīng)大電網(wǎng)新特征,超前謀劃推動新技術(shù)應(yīng)用;抓住源頭、管控過程,做好繼電保護(hù)全過程管理;精心整定、高效保質(zhì),持續(xù)加強(qiáng)繼電保護(hù)整定計(jì)算管理;夯實(shí)基礎(chǔ)、消除隱患,強(qiáng)化繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)維;突出重點(diǎn)、超前謀劃,加快繼電保護(hù)裝置技術(shù)改造;落實(shí)責(zé)任、強(qiáng)化考核,大力推進(jìn)二次設(shè)備在線監(jiān)視與分析模塊建設(shè)和運(yùn)維。

        (來源:國網(wǎng)陜西省電力公司網(wǎng)站2017-08-17)

        2017-03-19。

        宋哲(1977—),男,工程師,主要從事電廠運(yùn)行工作,email:bz8851@163.com。

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